斜坡生成器、其操作方法以及图像传感器装置与流程

斜坡生成器、其操作方法以及图像传感器装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年8月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0108797的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体地并入本文。
技术领域
3.本文描述的本公开的实施例涉及一种斜坡生成器，并且更具体地，涉及一种包括加重电路(emphasis circuit)和预加重电路(pre-emphasis circuit)的斜坡生成器、一种操作该斜坡生成器的方法、和/或一种包括该斜坡生成器的图像传感器装置。


背景技术：

4.图像传感器将从外部入射的光转换成电信号。图像传感器被分类为互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器或电荷耦合器件(ccd)图像传感器。因为可以通过通用半导体制造装置来制造cmos图像传感器，所以与ccd图像传感器相比，cmos图像传感器会相对便宜。与cmos图像传感器相比，ccd图像传感器可以获得改进质量的图像。
5.cmos图像传感器可以包括相关双采样(cds)电路。因为cds电路基于斜坡信号操作，所以当斜坡信号非线性地减小时，在cds电路的操作中发生错误的概率可能增加。因此，期望改进斜坡信号的线性度。


技术实现要素：

6.本公开的一些示例实施例提供一种包括加重电路和预加重电路的斜坡生成器、一种操作该斜坡生成器的方法、和/或一种包括该斜坡生成器的图像传感器装置。
7.根据实施例，一种斜坡生成器包括：斜坡电路，所述斜坡电路在第一斜坡时段期间从控制电路接收第一斜坡使能信号，所述第一斜坡时段包括第一重置时段和第一感测时段，并且所述斜坡电路被配置为向相关双采样(cds)电路输出第一斜坡信号；加重电路，所述加重电路基于从所述控制电路接收到的第一使能信号在所述第一重置时段期间增加所述第一斜坡信号的电压电平；以及预加重电路，所述预加重电路基于从所述控制电路接收到的第二使能信号在所述第一重置时段中的第一预加重时段期间进一步增加所述第一斜坡信号的电压电平。
8.根据实施例，一种图像传感器装置包括：像素电路，所述像素电路基于外部光信号输出像素信号；斜坡生成器，所述斜坡生成器输出第一斜坡信号；相关双采样(cds)电路，所述cds电路基于所述像素信号和所述第一斜坡信号执行相关采样；以及控制电路，所述控制电路与所述像素电路、所述cds电路和所述斜坡生成器连接，并且所述控制电路生成第一斜坡使能信号、第一使能信号和第二使能信号。所述斜坡生成器包括：斜坡电路，所述斜坡电路在第一斜坡时段期间接收所述第一斜坡使能信号，所述第一斜坡时段包括第一重置时段和第一感测时段，并且所述斜坡生成器被配置为向所述cds电路输出所述第一斜坡信号；加重电路，所述加重电路从所述控制电路接收所述第一使能信号并且基于所述第一使能信号
在所述第一重置时段期间增加所述第一斜坡信号的电压电平；以及预加重电路，所述预加重电路从所述控制电路接收所述第二使能信号并且基于所述第二使能信号在所述第一重置时段中的第一预加重时段期间进一步增加所述第一斜坡信号的电压电平。
9.根据实施例，一种操作斜坡生成器的方法包括：在斜坡时段期间从控制电路接收斜坡使能信号、第一使能信号和第二使能信号；基于所述斜坡使能信号、所述第一使能信号和所述第二使能信号生成所述斜坡信号；以及向相关双采样(cds)电路输出所述斜坡信号。所述的生成所述斜坡信号包括：在所述斜坡时段期间基于所述斜坡使能信号生成所述斜坡信号；在所述斜坡时段中的加重时段期间基于所述第一使能信号增加所述斜坡信号的电压电平；以及在所述斜坡时段中的预加重时段期间基于所述第二使能信号进一步增加所述斜坡信号的电压电平，并且所述预加重时段的长度比所述加重时段的长度短。
10.根据实施例，一种斜坡生成器包括：斜坡电路，所述斜坡电路在斜坡时段期间从控制电路接收第一斜坡使能信号、第一使能信号和第二使能信号，并且向相关双采样(cds)电路输出第一斜坡信号；加重电路，所述加重电路在所述斜坡时段中的加重时段期间基于所述第一使能信号生成所述第一斜坡信号的电压电平的第一部分；以及预加重电路，所述预加重电路在所述斜坡时段中的预加重时段期间基于所述第二使能信号生成所述第一斜坡信号的电压电平的第二部分。所述预加重时段的长度比所述加重时段的长度短。
附图说明
11.通过参考附图详细地描述本公开的实施例，本公开的以上及其他目的和特征将变得明显。
12.图1是根据本公开的实施例的包括斜坡生成器的电子装置的框图。
13.图2是根据本公开的实施例的包括斜坡生成器的图像传感器装置的框图。
14.图3a是根据本公开的实施例的斜坡生成器的框图。
15.图3b是根据本公开的实施例的斜坡生成器的框图。
16.图4是用于描述常规斜坡电路的操作的定时图。
17.图5a是用于描述根据本公开的实施例的斜坡生成器的操作的定时图。
18.图5b是用于描述根据本公开的实施例的斜坡生成器的操作的图。
19.图6是详细地图示图3a的斜坡生成器的电路图。
20.图7是根据本公开的实施例的斜坡生成器的框图。
21.图8是详细地图示图7的偏置电路的电路图。
22.图9是详细地图示图7的输出电路的电路图。
23.图10是根据本公开的实施例的详细地图示斜坡生成器的操作的流程图。
24.图11是根据本公开的一些实施例的包括多相机模块的电子装置的框图。
25.图12是根据本公开的一些实施例的详细地图示图11的相机模块的框图。
具体实施方式
26.在下面，将详细地且清楚地描述本公开的一些实施例，使得本领域的技术人员容易地实行本公开。关于本公开的描述，为了使整体理解变得容易，在附图中类似的组件将通过类似的附图标记/标号来标记，因此，将省略附加描述以避免冗余。
27.图1是根据本公开的实施例的电子装置的框图。在图1中图示了电子装置10。电子装置10可以指检测从外部对象反射的光并且处理图像数据的装置。例如，电子装置10可以利用诸如智能电话、平板个人计算机(pc)、膝上型pc和可穿戴装置的各种类型的电子装置中的一种来实现。
28.参考图1，电子装置10可以包括图像传感器100和图像处理器11。图像传感器100可以在图像处理器11的控制下操作。例如，图像传感器100可以检测从外部对象反射的光，可以将所检测到的光转换成电信号，并且可以将电信号作为图像数据提供给图像处理器11。图像处理器11可以从图像传感器100接收图像数据，并且可以处理图像数据。
29.图像传感器100可以包括控制电路120和斜坡生成器110。斜坡生成器110可以生成斜坡信号。斜坡生成器110可以基于斜坡使能信号re、第一使能信号en1和第二使能信号en2生成斜坡信号。斜坡使能信号re可以是允许斜坡生成器110生成斜坡信号的信号。第一使能信号en1和第二使能信号en2可以是允许斜坡生成器110控制斜坡信号的电压电平的信号。
30.控制电路120可以向斜坡生成器110输出斜坡使能信号re、第一使能信号en1和第二使能信号en2。控制电路120可以控制斜坡生成器110。
31.图像处理器11可以与图像传感器100进行通信。图像处理器11可以控制图像传感器100的操作。例如，在图像处理器11的控制下，控制电路120可以向斜坡生成器110输出信号。图像处理器11可以接收由图像传感器100生成的图像数据。图像处理器11可以将图像数据存储在存储装置中，或者可以将图像数据输出到显示装置。
32.图2是根据本公开的实施例的详细地图示图1的图像传感器的框图。参考图1和图2，图像传感器100可以包括斜坡生成器110、控制电路120、行译码器130、像素阵列140和相关双采样(cds)电路150。
33.斜坡生成器110可以被配置为生成斜坡信号rs。斜坡信号rs可以是在特定时段期间线性地增加或减小的信号。也就是说，斜坡信号rs可以是依据给定斜率增加或减小的信号。
34.斜坡生成器110可以从控制电路120接收斜坡使能信号re、第一使能信号en1和第二使能信号en2。斜坡生成器110可以从外部接收偏置信号vb。例如，斜坡生成器110可以从电源电路(未图示)接收偏置信号vb。偏置信号vb可以是为斜坡生成器110的操作提供电压的信号。斜坡生成器110的斜坡信号rs的大小可以由偏置信号vb的大小来控制。
35.斜坡生成器110可以包括斜坡电路111、加重电路112和预加重电路113。斜坡电路111可以基于斜坡使能信号re生成斜坡信号rs。加重电路112可以基于第一使能信号en1控制斜坡信号rs的电压电平。预加重电路113可以基于第二使能信号en2控制斜坡信号rs的电压电平。因此，斜坡生成器110可以向cds电路150输出具有改进线性度的增加时段或减小时段的斜坡信号rs。将参考图3a、图3b和图5a对此进行更详细的描述。
36.控制电路120可以与图像处理器11进行通信。控制电路120可以在图像处理器11的控制下控制斜坡生成器110、行译码器130和cds电路150。控制电路120可以向斜坡生成器110输出斜坡使能信号re、第一使能信号en1和第二使能信号en2。控制电路120可以从图像处理器11接收重置信号和时钟信号。控制电路120可以基于时钟信号的切换时段的长度禁用预加重电路113。将参考图5a对此进行更详细的描述。
37.行译码器130可以通过字线wl与像素阵列140连接。行译码器130可以在控制电路
120的控制下控制字线wl。在实施例中，可以依据像素阵列140中包括的多个像素的结构，来不同地改变连接行译码器130和像素阵列140的线。
38.像素阵列140可以包括多个像素。可以以行方向和列方向布置多个像素。属于同一列的像素可以与同一位线bl连接。属于同一行的像素可以与同一字线wl连接。像素阵列140的多个像素中的每一个像素可以依据从外部接收到的光的强度或量，来输出像素信号pix。在这种情况下，像素信号pix可以是与从外部接收到的光的强度或量对应的模拟信号。
39.cds电路150可以执行相关双采样操作。cds电路150可以通过基于参考值对信号值进行采样，来去除存在于信号中的偏移分量。在实施例中，cds电路150可以从斜坡生成器110接收斜坡信号rs，并且可以通过位线接收像素信号pix。cds电路150可以基于斜坡信号rs和像素信号pix输出比较信号。cds电路150可以包括比较斜坡信号rs和像素信号pix的比较器。
40.例如，cds电路150可以在斜坡信号rs的电压电平高于像素信号pix的电压电平的时段期间输出具有逻辑高的信号。cds电路150可以在斜坡信号rs的电压电平低于像素信号pix的电压电平的时段期间输出具有逻辑低的信号。也就是说，cds电路150可以执行比较器的作用。
41.当cds电路150接收到非线性地减小的斜坡信号rs时，在cds电路150的操作中发生错误的概率可能增加。因此，期望改进斜坡信号rs的减小时段的线性度。
42.图3a是根据本公开的实施例的斜坡生成器的框图。参考图3a，斜坡生成器110a可以包括斜坡电路111、加重电路112a、预加重电路113a和输出电阻器ro。
43.斜坡电路111可以在从第一时间点到第二时间点的斜坡时段期间，基于偏置信号vb和斜坡使能信号re生成斜坡信号rs。斜坡时段可以包括重置时段和感测时段。重置时段可以是斜坡信号rs的电压电平不减小的时段。感测时段可以是斜坡信号rs的电压电平线性地减小的时段。
44.斜坡电路111可以从电源电路(未图示)接收偏置信号vb。斜坡电路111可以从控制电路120接收斜坡使能信号re。斜坡使能信号re可以包括多个斜坡使能信号re1至ren。
45.斜坡电路111可以包括多个电流源csa1至csan。多个电流源csa1至csan中的每一个电流源可以响应于偏置信号vb而操作。例如，可以响应于偏置信号vb来启用多个电流源csa1至csan中的每一个电流源。多个电流源csa1至csan可以分别响应于多个斜坡使能信号re1至ren而操作。
46.例如，第一电流源csal可以响应于第一斜坡使能信号re1生成斜坡信号rs。第二电流源csa2可以响应于第二斜坡使能信号re2生成斜坡信号rs。第n电流源csan可以响应于第n斜坡使能信号ren生成斜坡信号rs。将参考图6对此进行更详细的描述。
47.加重电路112a可以通过输出节点no与斜坡电路111连接。输出节点no可以是向其输出斜坡信号rs的节点。加重电路112a可以从电源电路接收偏置信号vb。加重电路112a可以从控制电路120接收第一使能信号en1。第一使能信号en1的电压电平可以在第一时间点与早于第二时间点的第三时间点之间的时段中为第一逻辑电平，并且可以在第三时间点从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平。例如，第一逻辑电平可以被称为“逻辑高”，而第二逻辑电平可以被称为“逻辑低”，然而，本公开不限于此。
48.加重电路112a可以基于偏置信号vb和第一使能信号en1在重置时段期间控制斜坡
信号rs的电压电平。在实施例中，加重电路112a可以基于偏置信号vb和第一使能信号en1生成斜坡信号rs的电压电平的第一部分。将参考图5b详细地描述斜坡信号rs的电压电平的第一部分。
49.加重电路112a可以包括加重电流源csb。加重电流源csb可以响应于第一使能信号en1而操作。加重电流源csb可以包括多个晶体管。将参考图6对此进行更详细的描述。
50.预加重电路113a可以通过输出节点no与斜坡电路111和加重电路112a连接。预加重电路113a可以从电源电路接收偏置信号vb。预加重电路113a可以从控制电路120接收第二使能信号en2。第二使能信号en2的电压电平可以在第一时间点与早于第三时间点的第四时间点之间的时段中为第一逻辑电平，并且可以在第四时间点从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平。
51.预加重电路113a可以基于偏置信号vb和第二使能信号en2在重置时段中的预加重时段期间控制斜坡信号rs的电压电平。预加重时段的长度可以短于重置时段的长度。在实施例中，预加重电路113a可以基于偏置信号vb和第二使能信号en2生成斜坡信号rs的电压电平的第二部分。将参考图5b详细地描述斜坡信号rs的电压电平的第二部分。
52.预加重电路113a可以包括预加重电流源csc。预加重电流源csc可以响应于第二使能信号en2而操作。预加重电流源csc可以包括多个晶体管。将参考图6对此进行更详细的描述。
53.输出电阻器ro可以通过输出节点no与斜坡电路111、加重电路112a和预加重电路113a连接。输出电阻器ro可以连接在输出节点no与用于接收接地电压的接地节点之间。输出电阻器ro可以是可变电阻器。在实施例中，第一部分的大小和第二部分的大小可以与输出电阻器ro的电阻值成比例。
54.图3b是根据本公开的实施例的斜坡生成器的框图。参考图3b，斜坡生成器110b可以包括斜坡电路111、加重电路112b、预加重电路113b和输出电阻器ro。斜坡电路111、加重电路112b、预加重电路113b和输出电阻器ro的特性与斜坡电路111、加重电路112a、预加重电路113a和输出电阻器ro的特性相同或类似，因此，将仅描述差异以避免冗余。
55.加重电路112b可以基于第一使能信号en1控制斜坡信号rs。在实施例中，加重电路112b可以包括多个加重电流源csb1至csbm。多个加重电流源csb1至csbm中的每一个加重电流源可以从控制电路120接收第一使能信号en1。多个加重电流源csb1至csbm中的每一个加重电流源可以基于第一使能信号en1控制斜坡信号rs的第一部分。第一部分的大小可以对应于包括在加重电路112b中的加重电流源的数目。例如，随着包括在加重电路112b中的加重电流源csb1至csbm的数目增加，第一部分的大小可以增加。
56.预加重电路113b可以基于第二使能信号en2控制斜坡信号rs。在实施例中，预加重电路113b可以包括多个预加重电流源csc1至csck。多个预加重电流源csc1至csck中的每一个预加重电流源可以从控制电路120接收第二使能信号en2。多个预加重电流源csc1至csck中的每一个预加重电流源可以基于第二使能信号en2控制斜坡信号rs的第二部分。第二部分的大小可以对应于包括在预加重电路113b中的预加重电流源csc1至csck的数目。例如，随着包括在预加重电路113b中的预加重电流源csc1至csck的数目增加，第二部分的大小可以增加。
57.电流源csa1至csan的数目、加重电流源csb1至csbm的数目和预加重电流源csc1至
csck的数目可以彼此不同。例如，斜坡电路111可以包括124个电流源csa1至csa124，加重电路112b可以包括144个加重电流源csb1至csb144，并且预加重电路113b可以包括128个预加重电流源csc1至csc128。
58.图4是用于描述常规斜坡电路的操作的定时图。参考图2、图3a和图4，斜坡电路111可以基于斜坡使能信号re生成斜坡信号rn。为了附图的简洁和描述的方便，描述本公开的实施例不必要的组件被省略。另外，图4的定时图被示意性地图示，并且常规斜坡生成器的真实驱动波形可以不同于图4中图示的波形。
59.控制电路120可以响应于重置信号rst和时钟信号clk生成斜坡使能信号re。斜坡使能信号re可以包括第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren。
60.当重置信号rst处于逻辑高时，时钟信号clk和第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren可以维持在逻辑低。例如，在第一时间点t1，基于具有逻辑高的重置信号rst，时钟信号clk和第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren可以设置为逻辑低。
61.当重置信号rst处于逻辑低时，时钟信号clk可以处于逻辑低或者可以处于逻辑高。当时钟信号clk处于逻辑高时，第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren中的至少一个斜坡使能信号可以设置为逻辑高。例如，在第二时间点t2，基于具有逻辑高的时钟信号clk，第一斜坡使能信号re1可以设置为逻辑高。也就是说，随着时钟信号clk在从t2到t3的第二时段p2期间切换，在第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren当中处于逻辑低的斜坡使能信号的数目可以减小。
62.斜坡电路111可以在从t1到t3的第一斜坡时段期间基于第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren生成斜坡信号rn。也就是说，斜坡信号rn可以是其电压电平不受加重电路112a和预加重电路113a控制的信号。
63.在实施例中，斜坡电路111的第一电流源csa1至第n电流源csan可以分别响应于第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren而操作。例如，第一电流源csa1可以响应于具有逻辑低的第一斜坡使能信号re1而启用。第一电流源csa1可以响应于具有逻辑高的第一斜坡使能信号re1而禁用。
64.在从t1到t2的第一时段p1期间，第一电流源csa1至第n电流源csan可以基于第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren是否处于逻辑低而启用。第一时段p1可以是重置时段。也就是说，斜坡电路111可以基于第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren处于逻辑低来生成具有重置电压电平的斜坡信号rn。重置电压电平可以是所启用的第一电流源csa1至第n电流源csan生成的斜坡信号rs的电压电平。
65.在第二时段p2期间，随着第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren当中的处于逻辑低的斜坡使能信号的数目减小，启用的电流源的数目可以减小。第二时段p2可以是感测时段。也就是说，斜坡电路111可以生成其电压电平减小的斜坡信号rn。在第三时间点t3之后执行的操作与从t1到t3的时段中的操作相同或类似，因此，将省略附加描述以避免冗余。
66.另外，可以基于重置信号rst和时钟信号clk来确定斜坡信号rn的电压电平减小的时段的长度。例如，在时钟信号clk在重置信号rst处于逻辑低的状态下切换时被禁用的电流源的数目可以增加。也就是说，随着时钟信号clk的切换时段在重置信号rst处于逻辑低的状态下增加，斜坡信号rn的电压电平可以变得更小。
67.例如，从t4到t5的第四时段p4可以比第二时段p2长。在这种情况下，如图4所图示的，第n斜坡使能信号ren可以在第二时段p2中处于逻辑低，但是可以在第四时段p4中被设置为逻辑高。也就是说，因为在第四时段p4期间禁用的电流源的数目超过在第二时段p2期间禁用的电流源的数目，所以在第四时段p4期间减小后的斜坡信号rn的电压电平可以小于在第二时段p2期间减小后的斜坡信号rn的电压电平。
68.参考图4，实线的波形指示斜坡信号rn的理想波形，而虚线的波形指示斜坡信号rn的真实波形。参考斜坡信号rn的真实波形，斜坡信号rn可以在第二时段p2和第四时段p4中非线性地减小。
69.当cds电路150基于非线性地减小的斜坡信号rn执行采样操作时，发生错误的概率可能增加。因此，期望减小cds电路150的错误率。也就是说，期望改进斜坡信号rn的减小时段的线性度。
70.另外，例如，在时钟信号clk具有高于或等于参考频率(例如，约1.5ghz)的频率并且输出电阻器ro的电阻值不改变的情况下，因为在没有改变cds电路150的时间常数的情况下执行高速操作，所以可能难以充分地保证cds电路150稳定的时段。在为了保证cds电路150的稳定时段而减小输出电阻器ro的电阻值的情况下，斜坡电路111的功耗可能增加。也就是说，即使在使用高速时钟信号clk的状态下生成了其线性度被维持的斜坡信号rn，也期望降低斜坡电路111的功耗。
71.图5a是用于描述根据本公开的实施例的斜坡生成器的操作的定时图。参考图2、图3a和图5a，斜坡生成器110a可以基于斜坡使能信号re、第一使能信号en1和第二使能信号en2生成斜坡信号rs。为了附图的简洁和描述的方便，描述本公开的实施例所不必要的组件被省略。另外，图5a的定时图被示意性地图示，并且常规斜坡生成器的真实驱动波形可以不同于图5a中图示的波形。图5a的重置信号rst、时钟信号clk和斜坡使能信号re与图4的重置信号rst、时钟信号clk和斜坡使能信号re相同或类似，因此，仅描述差异以避免冗余。
72.在从t1到t2的第一时段p1期间，斜坡电路111可以基于第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren处于逻辑低来生成具有重置电压电平的斜坡信号rs。
73.在第一时段p1中，加重电路112a可以基于第一使能信号en1控制斜坡信号rs的电压电平。详细地，加重电路112a可以基于第一使能信号en1处于逻辑高在第一时段p1期间增加斜坡信号rs的电压电平。第一使能信号en1的电压电平可以图示为在第一时间点t1从逻辑低改变为逻辑高，但是本公开不限于此。例如，可以在第一时间点t1之前将第一使能信号en1的电压电平设置为逻辑高。
74.在实施例中，加重电路112a可以包括nmos晶体管，并且nmos晶体管可以基于第一使能信号en1处于逻辑高在第一时段p1期间增加斜坡信号rs的电压电平。在第一时段p1期间，随着加重电路112a增加斜坡信号rs的电压电平，斜坡信号rs在第二时间点t2之后的线性度可以被改进。
75.然而，本公开不限于此。加重电路112a可以包括pmos晶体管，并且第一使能信号en1可以具有与图5a中图示的逻辑电平相反的逻辑电平(例如，第一使能信号en1可以在第一时段p1和第三时段p3中维持在逻辑低)。pmos晶体管可以基于第一使能信号en1处于逻辑低在第一时段p1期间增加斜坡信号rs的电压电平。
76.在从t1到ta的时段中，预加重电路113a可以基于第二使能信号en2控制斜坡信号
rs的电压电平。从t1到ta的时段可以是预加重时段。
77.详细地，预加重电路113a可以基于第二使能信号en2处于逻辑高在从t1到ta的时段期间进一步增加斜坡信号rs的电压电平。第二使能信号en2的电压电平可以图示为在第一时间点t1从逻辑低改变为逻辑高，但是本公开不限于此。例如，可以在第一时间点t1之前将第二使能信号en2的电压电平设置为逻辑高。
78.在实施例中，预加重电路113a可以包括nmos晶体管，并且nmos晶体管可以基于第二使能信号en2处于逻辑高在从t1到ta的时段期间增加斜坡信号rs的电压电平。
79.在从t1到ta的时段中，随着预加重电路113a进一步增加斜坡信号rs的电压电平，cds电路150的工作速度可以被改进。例如，可以快速地执行用于cds电路150的采样操作的比较器的初始化。
80.然而，本公开不限于此。预加重电路113a可以包括pmos晶体管，并且第二使能信号en2可以具有与图5a中图示的逻辑电平相反的逻辑电平(例如，第二使能信号en2可以在从t1到ta的时段中维持在逻辑低)。pmos晶体管可以基于第二使能信号en2处于逻辑低在从t1到ta的时段期间增加斜坡信号rs的电压电平。
81.公开了预加重电路113a基于第二使能信号en2处于逻辑高电平进一步增加斜坡信号rs的电压电平的示例，但是本公开不限于此。预加重电路113a可以基于第二使能信号en2处于逻辑低进一步增加斜坡信号rs的电压电平。
82.在第二时段p2期间，随着第一斜坡使能信号re1至第n斜坡使能信号ren当中的处于逻辑低的斜坡使能信号的数目减小，启用的电流源的数目可以减小。也就是说，斜坡电路111可以生成其电压电平减小的斜坡信号rs。从t3到tb的时段中的操作、从tb到t4的时段中的操作、以及从t4到t5的第四时段p4中的操作分别与从t1到ta的时段中的操作、从ta到t2的时段中的操作、以及第二时段p2中的操作相同或类似，因此，将省略附加描述以避免冗余。
83.在实施例中，控制电路120可以基于重置信号rst和时钟信号clk禁用预加重电路113a。如上所述，可以基于时钟信号clk切换的时段的长度来确定斜坡信号rs的电压电平减小的时段的长度。
84.例如，当控制电路120确定第四时段p4的长度比参考长度长时，控制电路120可以禁用预加重电路113a。参考长度可以是用于确定是否快速地执行cds电路150的比较器的初始化的参考。也就是说，当执行cds电路150的采样操作的时段的长度比参考长度长时，可能不需要快速地执行比较器的初始化。随着预加重电路113a被禁用，斜坡生成器110a可以仅基于斜坡电路111和加重电路112a生成斜坡信号rs。
85.参考图5a，实线的波形指示斜坡信号rs的理想波形，而虚线的波形指示斜坡信号rs的真实波形。参考图4的斜坡信号rn在第二时段p2和第四时段p4中的真实波形和图5a的斜坡信号rs在第二时段p2和第四时段p4中的真实波形，与图4的斜坡信号rn的真实波形相比，图5a的斜坡信号rs的真实波形可以更加线性地减小。
86.也就是说，其电压电平受加重电路112和预加重电路113控制的斜坡信号rs的线性度可以被改进。因此，cds电路150的操作的准确性可以被改进。
87.以上实施例是用于清楚地描述本公开的实施例的示例，并且本公开不限于此。例如，除了基于重置信号rst和时钟信号clk之外还可以基于任何其他信号来生成斜坡信号
rs，或者可以基于除了重置信号rst和时钟信号clk以外的任何其他信号来生成斜坡信号rs。
88.图5b是用于描述根据本公开的实施例的斜坡生成器的操作的图。参考图3a和图5b，图示了理想斜坡信号rs和真实斜坡信号rs的电压电平的第一部分pt1、第二部分pt2和第三部分pt3。
89.参考斜坡信号rs的理想波形，在从t1到t2的时段中，加重电路112a可以将斜坡信号rs的电压电平增加第一部分pt1。在斜坡信号rs的理想波形中，第一部分pt1可以对应于第一电压差vd1。换而言之，加重电路112a可以生成斜坡信号rs的电压电平的第一部分pt1。
90.在从t1到ta的时段中，预加重电路113a可以将斜坡信号rs的电压电平增加第二部分pt2。在斜坡信号rs的理想波形中，第二部分pt2可以对应于第二电压差vd2。换而言之，预加重电路113a可以生成斜坡信号rs的电压电平的第二部分pt2。
91.在斜坡信号rs的理想波形中，斜坡电路111可以生成斜坡信号rs的电压电平的第三部分pt3。第三部分pt3可以是其电压电平未由加重电路112a和预加重电路113a增加的斜坡信号。
92.第一电压差vd1和第二电压差vd2可以与输出电阻器ro的电阻值成比例。
93.参考斜坡信号rs的真实波形，斜坡信号rs可以包括第一部分pt1、第二部分pt2和第三部分pt3。斜坡信号rs在第二时间点t2之后的线性度可以通过加重电路112a生成的第一部分pt1维持。例如，在时钟信号clk具有高于或等于参考频率(例如，约1.5ghz)的频率的情况下，斜坡信号rs的线性度可以通过第一部分pt1维持。
94.另外，cds电路150稳定的时段可以通过预加重电路113a生成的第二部分pt2被充分地保证。因此，即使在时钟信号clk具有高于或等于参考频率(例如，约1.5ghz)的频率的情况下，也不需要使用具有小电阻值的输出电阻器ro来保证cds电路150的稳定时段。也就是说，斜坡生成器110的功耗可以被改进。
95.第一部分pt1的大小和第二部分pt2的大小可以与输出电阻器ro的电阻值成比例。当加重电路112a和预加重电路113a接收到相同的偏置信号vb时，第一部分pt1的大小和第二部分pt2的大小可以彼此相同。当加重电路112a和预加重电路113a接收到不同的偏置信号时，第一部分pt1和第二部分pt2中的每一个的大小可以对应于所对应的偏置信号的电压电平。也就是说，第一部分pt1的大小和第二部分pt2的大小可以彼此不同。
96.当加重电路112a接收到第一偏置信号并且预加重电路113a接收到第二偏置信号时，第一部分pt1的大小可以与第一偏置信号的电平成比例，而第二部分pt2的大小可以与第二偏置信号的电平成比例。也就是说，当加重电路112a和预加重电路113a接收到不同的偏置信号时，第一部分pt1的大小和第二部分pt2的大小可以彼此不同。例如，当第一偏置信号的电平高于第二偏置信号的电平时，第一部分pt1的大小可以大于第二部分pt2的大小。
97.图6是详细地图示图3a的斜坡生成器的电路图。利用晶体管实现斜坡电路111、加重电路112a和预加重电路113a的斜坡生成器110a在图6中作为示例被图示。斜坡电路111、加重电路112a、预加重电路113a和输出电阻器ro的特性与图3a的斜坡电路111、加重电路112a、预加重电路113a和输出电阻器ro的特性相同或类似，因此，将省略附加描述以避免冗余。
98.斜坡电路111可以包括多个电流源csa1至csan。多个电流源csa1至csan中的每一
个电流源可以包括多个晶体管。在实施例中，第一电流源csa1可以包括第一pmos晶体管pm1-1和第二pmos晶体管pm2-1。第一pmos晶体管pm1-1和第二pmos晶体管pm2-1可以串联连接在用于接收电源电压vdd的电源节点与用于输出斜坡信号rs的输出节点no之间。第一pmos晶体管pm1-1可以响应于偏置信号vb而操作。第二pmos晶体管pm2-1可以响应于第一斜坡使能信号re1而操作。
99.第二电流源csa2至第n电流源csan可以被实现为与第一电流源csa1相同或类似，但是接收不同的相应斜坡使能信号。例如，第二电流源csa2可以包括响应于偏置信号vb而操作的第一pmos晶体管pm1-2以及响应于第二斜坡使能信号re2而操作的第二pmos晶体管pm2-2。第n电流源csan可以包括响应于偏置信号vb而操作的第一pmos晶体管pm1-n以及响应于第n斜坡使能信号ren而操作的第二pmos晶体管pm2-n。
100.加重电路112a可以包括加重电流源csb。在实施例中，加重电路112a可以是加重电流源csb。加重电流源csb可以包括第三pmos晶体管pm3和第四pmos晶体管pm4。第三pmos晶体管pm3和第四pmos晶体管pm4可以串联连接在电源节点与输出节点no之间。第三pmos晶体管pm3可以响应于偏置信号vb而操作。第四pmos晶体管pm4可以响应于第一使能信号en1而操作。例如，第三pmos晶体管pm3可以响应于具有逻辑低的偏置信号vb而导通，第四pmos晶体管pm4可以响应于具有逻辑低的第一使能信号en1而导通。然而，本公开不限于此。例如，加重电路112a的第三pmos晶体管pm3和第四pmos晶体管pm4可以利用nmos晶体管替换。
101.随着偏置信号vb被施加到第三pmos晶体管pm3的栅极节点和第一pmos晶体管pm1-1的栅极节点两者，第三pmos晶体管pm3和第一pmos晶体管pm1-1可以作为电流镜电路操作。也就是说，可以基于流过第一pmos晶体管pm1-1的电流的大小，来确定流过第三pmos晶体管pm3的电流的大小。因此，加重电路112a和斜坡电路111可以生成具有相同电流大小的信号。
102.然而，本公开不限于此。例如，在加重电路112a和斜坡电路111接收到不同电平的偏置信号的情况下，加重电路112a和斜坡电路111可以生成具有不同电流大小的信号。
103.预加重电路113a可以包括预加重电流源csc。在实施例中，预加重电路113a可以是预加重电流源csc。预加重电流源csc可以包括第五pmos晶体管pm5和第六pmos晶体管pm6。第五pmos晶体管pm5和第六pmos晶体管pm6可以串联连接在电源节点与输出节点no之间。第五pmos晶体管pm5可以响应于偏置信号vb而操作。第六pmos晶体管pm6可以响应于第二使能信号en2而操作。例如，第五pmos晶体管pm5可以响应于具有逻辑低的偏置信号vb而导通，第六pmos晶体管pm6可以响应于具有逻辑低的第二使能信号en2而导通。然而，本公开不限于此。例如，预加重电路113a的第五pmos晶体管pm5和第六pmos晶体管pm6可以利用nmos晶体管替换。
104.随着偏置信号vb被施加到第三pmos晶体管pm3的栅极节点和第五pmos晶体管pm5的栅极节点两者，第三pmos晶体管pm3和第五pmos晶体管pm5可以作为电流镜电路操作。也就是说，可以基于流过第三pmos晶体管pm3的电流的大小，来确定流过第五pmos晶体管pm5的电流的大小。因此，加重电路112a和预加重电路113a可以生成具有相同电流大小的信号。
105.另外，如上所述，由于加重电路112a和斜坡电路111生成具有相同电流大小的信号，因此斜坡电路111、加重电路112a和预加重电路113a可以生成具有相同电流大小的信号。
106.然而，本公开不限于此。例如，在预加重电路113a和斜坡电路111接收到不同电平
的偏置信号的情况下，预加重电路113a和斜坡电路111可以生成具有不同电流大小的信号。
107.图7是根据本公开的实施例的斜坡生成器的框图。参考图7，斜坡生成器210可以包括偏置电路214、斜坡电路211、加重电路212、预加重电路213和输出电路215。斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213的特性与图3b的斜坡电路111、加重电路112b和预加重电路113b相同或类似，因此，将仅描述差异以避免冗余。
108.偏置电路214可以将偏置信号vb输出到斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213。在实施例中，可以基于偏置信号vb来确定斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213输出的信号的电平。例如，随着偏置信号vb的电平增加，加重电路212和预加重电路213输出的信号的电流的大小可以增加。
109.偏置电路214可以从控制电路120接收参考信号rf、第一偏置使能信号ev1和第二偏置使能信号ev2。偏置电路214可以基于参考信号rf、第一偏置使能信号ev1和第二偏置使能信号ev2生成偏置信号vb。
110.偏置电路214可以包括第一偏置电流单元cb1和第二偏置电流单元cb2。第一偏置电流单元cb1可以包括多个偏置电流源cba。多个偏置电流源cba可以包括多个晶体管。多个偏置电流源cba可以响应于第一偏置使能信号ev1而操作。在实施例中，可以响应于第一偏置使能信号ev1而启用所有偏置电流源cba。
111.第二偏置电流单元cb2可以包括多个偏置电流源cbb。多个偏置电流源cbb可以包括多个晶体管。多个偏置电流源cbb可以响应于第二偏置使能信号ev2而操作。
112.在实施例中，可以基于第二偏置使能信号ev2确定流过第二偏置电流单元cb2的电流的大小。在实施例中，第二偏置使能信号ev2可以包括多个偏置使能信号。可以分别响应于多个偏置使能信号而启用多个偏置电流源cbb。可以依据多个偏置电流源cbb当中的启用的偏置电流源的数目，来确定流过第二偏置电流单元cb2的电流的大小。例如，随着多个偏置电流源cbb当中的启用的偏置电流源的数目增加，流过第二偏置电流单元cb2的电流的大小可以增加。
113.偏置电路214被图示为输出控制斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213的偏置信号vb，但是本公开不限于此。例如，偏置电路214可以输出控制斜坡电路211的第一偏置信号、控制加重电路212的第二偏置信号和控制预加重电路213的第三偏置信号。
114.输出电路215可以向cds电路150输出滤波斜坡信号rsf。滤波斜坡信号rsf可以是通过去除斜坡信号rs的噪声所获得的信号。输出电路215可以通过去除斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213输出的斜坡信号rs的噪声，来生成滤波斜坡信号rsf。也就是说，输出电路215可以执行去除信号的噪声的滤波器的作用。
115.图8是详细地图示图7的偏置电路的电路图。偏置电路214包括比较器cmp、第一偏置电流源cba1、第二偏置电流源cbb1和偏置电阻器rb。
116.为了附图的简洁，图示了第一偏置电流单元cb1的多个偏置电流源cba中的第一偏置电流源cbal和第二偏置电流单元cb2的多个偏置电流源cbb中的第二偏置电流源cbb1。然而，第一偏置电流单元cb1的其余偏置电流源的操作可以与第一偏置电流源cba1的操作相同或类似，并且第二偏置电流单元cb2的其余偏置电流源的操作可以与第二偏置电流源cbb1的操作相同或类似。
117.比较器cmp可以基于参考信号rf和反馈信号fs生成偏置信号vb。比较器cmp可以将
偏置信号vb输出到第一偏置电流源cba1和第二偏置电流源cbb1。反馈信号fs可以是第一偏置电流单元cb1和第二偏置电流单元cb2基于偏置信号vb生成的信号。
118.第一偏置电流源cba1可以通过用于输出反馈信号fs的偏置节点nb与第二偏置电流源cbb1连接。第一偏置电流源cba1可以包括第七pmos晶体管pm7和第八pmos晶体管pm8。第七pmos晶体管pm7和第八pmos晶体管pm8可以串联连接在电源节点与偏置节点nb之间。第七pmos晶体管pm7可以响应于偏置信号vb而操作。第八pmos晶体管pm8可以响应于第一偏置使能信号ev1而操作。
119.第一偏置电流源cba1被图示为包括第七pmos晶体管pm7和第八pmos晶体管pm8，但是本公开不限于此。例如，第一偏置电流源cba1还可以包括多个pmos晶体管或者可以被实现为与图8中图示的不同。
120.第二偏置电流源cbb1可以包括第九pmos晶体管pm9和第十pmos晶体管pm10。第九pmos晶体管pm9和第十pmos晶体管pm10可以串联连接在电源节点与偏置节点nb之间。第九pmos晶体管pm9可以响应于偏置信号vb而操作。第十pmos晶体管pm10可以响应于第二偏置使能信号ev2而操作。
121.第七pmos晶体管pm7的栅极节点和第九pmos晶体管pm9的栅极节点可以与斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213的pmos晶体管的栅极节点连接。因此，第七pmos晶体管pm7和第九pmos晶体管pm9可以与斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213的pmos晶体管一起构成电流镜电路。
122.第二偏置电流源cbb1被图示为包括第九pmos晶体管pm9和第十pmos晶体管pm10，但是本公开不限于此。例如，第二偏置电流源cbb1还可以包括多个pmos晶体管或者可以被实施为与图8中图示的不同。
123.偏置电阻器rb可以通过偏置节点nb与第一偏置电流源cba1和第二偏置电流源cbb1连接。偏置电阻器rb可以连接在偏置节点nb与接地节点之间。
124.图9是详细地图示图7的输出电路的电路图。参考图9，输出电路215包括输出电阻器ro、滤波电阻器rft和滤波电容器cft。输出电阻器ro与图3a的输出电阻器ro相同或类似，因此，将省略附加描述以避免冗余。
125.输出电路215可以输出滤波斜坡信号rsf。输出电路215可以通过输出节点no与斜坡电路211、加重电路212和预加重电路213连接。
126.滤波电阻器rft可以连接在输出节点no与用于输出滤波斜坡信号rsf的滤波输出节点nof之间。滤波电容器cft可以连接在滤波输出节点nof与接地节点之间。
127.滤波电阻器rft和滤波电容器cft可以降低或阻挡斜坡信号rs的噪声以输出滤波斜坡信号rsf。例如，滤波电阻器rft和滤波电容器cft可以构成低通滤波器。
128.图10是根据本公开的实施例的详细地图示斜坡生成器的操作的流程图。为了描述的方便，关于上述组件和操作，将省略附加描述以避免冗余。将参考图3a和图10描述斜坡生成器110的操作。
129.在操作s110中，斜坡生成器110可以在从第一时间点到第二时间点的斜坡时段期间从控制电路120接收斜坡使能信号re、第一使能信号en1和第二使能信号en2。
130.在操作s120中，斜坡生成器110可以基于斜坡使能信号re、第一使能信号en1和第二使能信号en2生成斜坡信号rs。在实施例中，斜坡生成器110可以基于第一使能信号en1和
第二使能信号en2控制斜坡信号rs的电压电平。
131.例如，斜坡生成器110可以执行以下操作：在斜坡时段期间基于斜坡使能信号re生成斜坡信号rs，在斜坡时段中的加重时段期间增加斜坡信号rs的电压电平，以及在斜坡时段中的预加重时段期间进一步增加斜坡信号rs的电压电平。预加重时段的长度可以比加重时段的长度短。随着斜坡信号rs的电压电平在加重时段和预加重时段期间增加，斜坡信号rs的线性度可以被改进。
132.在操作s130中，斜坡生成器110可以向cds电路150输出斜坡信号rs。由于斜坡生成器110将线性度被改进的斜坡信号rs输出到cds电路150，因此cds电路150的操作的可靠性可以被改进。
133.图11是根据本公开的一些实施例的包括多相机模块的电子装置的框图。图12是根据本公开的一些实施例的详细地图示图11的相机模块的框图。
134.参考图11，电子装置1000可以包括相机模块组1100、应用处理器1200、pmic 1300和外部存储器1400。相机模块组1100可以包括多个相机模块1100a、1100b、和1100c。
135.多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个相机模块可以包括根据本公开的实施例的图像传感器。例如，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个相机模块可以包括图1和图2的图像传感器100。图像传感器可以包括加重电路和预加重电路。加重电路和预加重电路可以控制斜坡信号的电压。图像传感器可以执行图10的操作方法。
136.在下面，将参考图12更充分地描述相机模块1100b的详细配置，但是以下描述可以同样地适用于其余相机模块1100a和1100c。
137.参考图12，相机模块1100b可以包括棱镜1105、光路折叠元件(opfe)1110、致动器1130、图像感测装置1140和存储装置1150。棱镜1105可以包括光反射材料的反射平面1107，并且可以改变从外部入射的光“l”的路径。棱镜1105可以通过使光反射材料的反射平面1107围绕中心轴1106沿方向“a”旋转，或者围绕中心轴1106沿方向“b”旋转，将在x轴方向上入射的光“l”的路径改变为与x轴方向垂直的y轴方向。致动器1130可以将opfe 1110或光学透镜移动到特定位置。
138.图像感测装置1140可以包括图像传感器1142、控制逻辑1144和存储器1146。图像传感器1142可以通过使用通过光学透镜提供的光“l”来感测感测目标的图像。
139.控制逻辑1144可以控制相机模块1100b的整体操作。存储器1146可以存储相机模块1100b的操作所必需的信息，诸如，校准数据1147。存储装置1150可以存储通过图像传感器1142感测到的图像数据。
140.返回到图11，应用处理器1200可以包括图像处理装置1210、存储器控制器1220和内部存储器1230。图像处理装置1210可以包括多个子图像处理器1212a、1212b和1212c、图像生成器1214和相机模块控制器1216。图像处理装置1210可以包括多个子图像处理器1212a、1212b和1212c，其数目对应于多个相机模块1100a、1100b和1100c的数目。从相机模块1100a、1100b和1100c分别生成的图像数据可以通过图像信号线isla、islb和islc被分别提供给对应的子图像处理器1212a、1212b和1212c。
141.相机模块控制器1216可以分别向相机模块1100a、1100b和1100c提供控制信号。从相机模块控制器1216生成的控制信号可以通过彼此分开的控制信号线csla、cslb和cslc分别提供给对应的相机模块1100a、1100b和1100c。
142.可以依据图像生成信息generating information或模式信号，将多个相机模块1100a、1100b和1100c之一指定为主相机(例如，1100b)，并且可以将其余相机模块(例如，1100a和1100c)指定为从相机。以上信息可以被包括在控制信号中，以便通过彼此分开的控制信号线csla、cslb和cslc分别提供给对应的相机模块1100a、1100b和1100c。
143.在一些实施例中，从相机模块控制器1216提供给相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个相机模块的控制信号可以包括同步使能信号。被提供有同步使能信号的相机模块1100b可以生成同步信号，并且可以通过同步信号线ssl将所生成的同步信号提供给相机模块1100a和1100c。
144.pmic 1300可以通过彼此分开的电力线psla、pslb和pslc分别向多个相机模块1100a、1100b和1100c供应电力，例如，电源电压。pmic 1300响应于来自应用处理器1200的功率控制信号pcon来生成与多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一者对应的功率，并且还可以调整功率水平。
145.根据本公开的实施例，提供了一种能够提供改进了电压电平减小的时段的线性度的斜坡信号的斜坡生成器。
146.根据本公开的实施例，提供了一种包括加重电路和预加重电路的斜坡生成器、一种操作该斜坡生成器的方法、以及一种包括该斜坡生成器的图像传感器装置。
147.虽然已参考本公开的实施例描述了本公开，但是对本领域的普通技术人员而言将明显的是，在不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以对其做出各种改变和修改。